KR101129146B1 - Method for identification of biological pathogens and chemical contaminants in a gaseous space - Google Patents
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Abstract
기체 공간의 오염물(contaminant)을 확인하는 방법이 제공된다. 상기 방법은: 광대역의 광파형을 생성하는 것; 상기 광파형을 주지의 오염물을 위한 예상 파형에 정합하도록 정형(shaping)하는 것; 및 상기 정형된 광파형을 주지되지 않은 오염물으로 송신하는 것을 포함한다. 주지되지 않은 오염물로부터 반사된 파형을 수신하자마자, 상기 반사된 파형에 기반하여 상기 주지되지 않은 오염물이 주지의 오염물에 서로 관련하는지 여부를 판단한다. A method is provided for identifying contaminants in gas spaces. The method comprises: generating a wideband optical waveform; Shaping the optical waveform to match an expected waveform for known contaminants; And transmitting the shaped light waveform to unknown contaminants. Upon receipt of the reflected waveform from the unknown pollutant, it is determined whether the unknown pollutant is related to the known pollutant based on the reflected waveform.
광파형, 오염물, 병원균, 정형, 파형, 송신, 반사, 진폭, 광수신기, 광송신기, 검출 및 확인 Optical Waveforms, Contaminants, Pathogens, Shapes, Waveforms, Transmit, Reflection, Amplitude, Optical Receivers, Optical Transmitters, Detection and Identification
Description
본 발명은 일반적으로 기체 공간의 오염물을 확인하는 방법에 관한 것이며, 더 상세하게는 생물학적 병원균 및 화학적 오염물을 검출 및 확인하거나 또는 태그에 의해 생성된 특정 화학종(chemical specie)의 존재를 확인하는 확고한 시스템 및 방법에 관한 것이다. FIELD OF THE INVENTION The present invention generally relates to methods for identifying contaminants in gas spaces and, more particularly, to the determination and identification of biological pathogens and chemical contaminants or to the presence of certain chemical species generated by tags. System and method.
화학적 및 생물학적 작용제는 인류에 현실의 예상치 못할 위협을 준다. 광범위의 다양한 합성 화학물질들, 독소들 및 생물학적 물질들이 전투 또는 테러 작용제들로서의 사용을 위해 개발되어왔다. 일부 화학적 및 생물학적 작용제들은 용이하게 이용가능하며, 대량으로 용이하게 제조될 수 있다. 화학적 및 생물학적 작용제들을 초저농도 수준에서 신속하고 정확하게 검출하는 것은 무기로서 상기 작용제들의 사용하는 것에 대한 성공적인 방어에 결정적이다. Chemical and biological agents pose a real and unexpected threat to humanity. A wide variety of synthetic chemicals, toxins and biological materials have been developed for use as combat or terrorist agents. Some chemical and biological agents are readily available and can be readily prepared in large quantities. Rapid and accurate detection of chemical and biological agents at very low concentration levels is critical to successful defense against the use of such agents as inorganics.
또한, 화학 처리 제조 공장들 또는 공장들로부터의, 로켓 추진제들과 같은 연료의 부족으로부터의, 또는 특히 약품들 또는 폭약들에 놓인 화학 태그들의 휘발성으로부터의 화학 폐기물(Chemical effluent)은 멀리 떨어져서 또는 아주 근접하여 민감하게 검출되어야 할 필요가 있다.In addition, chemical effluent from chemical processing manufacturing plants or factories, from a lack of fuel such as rocket propellants, or particularly from the volatility of chemical tags placed in drugs or explosives is far away or quite It needs to be detected sensitively in close proximity.
화학적 및 생물학적 작용제들은 작은 분량(dose)으로 효과적이기 때문에, 민감도(sensitivity)는 어떠한 검출 시스템에서도 중요한 특징이다. 복합적이며 급격히 변화하는 동작 환경은 마찬가지로 고도의 민감도를 나타내는 검출 시스템을 요한다. 환언하자면, 민감도는 환경에 존재하는 다른 유해한 물질로부터 화학적 및 생물학적 작용제들을 식별하는데 필요 된다. 끝으로, 작용제가 확인되는 속도는 위협 환경에 대한 적절한 반응을 결정하는데 필수적이다. 또한, 스피드는 복합 작용제들의 반응을 주사(scan) 동안에 찾을 수 있다는 점에서 중요한 특징이다. 따라서, 이들 각 기술 도전들을 설명하는 검출 도식(scheme)를 제공하는 것이 바람직하다. Since chemical and biological agents are effective in small doses, sensitivity is an important feature in any detection system. Complex and rapidly changing operating environments likewise require detection systems that exhibit high sensitivity. In other words, sensitivity is necessary to identify chemical and biological agents from other harmful substances present in the environment. Finally, the rate at which agents are identified is essential for determining the appropriate response to the threat environment. Speed is also an important feature in that the response of the complex agents can be found during the scan. Accordingly, it is desirable to provide a detection scheme that describes each of these technical challenges.
이 부분의 설명은 단지 본 발명에 관련한 배경기술을 제공하며, 선행기술을 구성할 수는 없다. The description in this section merely provides the background associated with the present invention, and does not constitute a prior art.
기체공간의 오염물을 확인하는 방법이 제공된다. 상기 방법은, 기체 공간의 오염물 확인 방법으로서, 초기 광대역 광파형을 주지의 오염물로 송신하는 단계와, 상기 주지의 오염물에 의해 스펙트럼 반사된 초기 광대역 광파형을 수신하는 단계와, 스펙트럼 반사된 초기 광대역 광파형을 상이한 주파수 범위들을 가지는 복수의 광파형들로 분할하는 단계와, 각각의 상이한 주파수 범위들에서 예상 파형을 결정하는 단계와, 예상 파형들을 기초로 주지의 오염물에 대한 분광 반응을 결정하는 단계와, 초연속 광파형인 질문(interrogating) 광대역 광파형을 생성하는 단계와, 주지의 오염물에 대한 예상된 분광 파형에 상기 광파형이 정합하도록 정형하는 단계와, 정형된 질문 광파형을 주지되지 않은 오염물로 송신하는 단계와, 주지되지 않은 오염물에 의해 반사된 정형된 질문 광파형의 반사된 부분을 수신하는 단계, 및 상기 질문 광파형의 반사된 부분에 기초하여 상기 주지되지 않은 오염물의 상기 주지 오염물과의 관련 여부를 결정하는 단계를 포함한다. A method of identifying contaminants in a gas space is provided. The method includes a method of identifying contaminants in a gas space, the method comprising: transmitting an initial wideband optical waveform to a known contaminant, receiving an initial wideband optical waveform that is spectrally reflected by the known contaminant, and a spectral reflected initial broadband Dividing an optical waveform into a plurality of optical waveforms having different frequency ranges, determining an expected waveform at each different frequency range, and determining a spectral response to known contaminants based on the expected waveforms. Generating an interrogating wideband optical waveform that is an ultra-continuous optical waveform, shaping the optical waveform to match an expected spectral waveform for known contaminants, and contaminants for which the shaped interrogating optical waveform is unknown. And receiving the reflected portion of the shaped question light waveform reflected by unknown contaminants. Step, and determining whether or not related with the question and not of the non-not on the basis of the reflected portion of the light wave type contaminants contaminants.
응용성의 추가 영역들은 여기 제공된 기재로부터 명백해질 것이다. 상기 기재 및 특정 실시예들은 단지 도시의 목적으로 의도되었으며, 본 발명의 범위를 제한하는 것을 의도한 것은 아니라는 것을 이해해야만 한다. Further areas of applicability will become apparent from the description provided herein. It is to be understood that the foregoing description and specific embodiments are intended for purposes of illustration only and are not intended to limit the scope of the invention.
도 1은 생물학적 병원균을 확인하는 방법을 도시하는 흐름도이며, 1 is a flow chart illustrating a method of identifying a biological pathogen,
도 2는 생물학적 병원균들 또는 화학적 오염물들을 검출 및 확인하는 예시적인 시스템의 블록도이며,2 is a block diagram of an exemplary system for detecting and identifying biological pathogens or chemical contaminants,
도 3은 상기 검출 시스템에 사용될 수 있는 예시적인 광원의 도식이며,3 is a schematic of an exemplary light source that may be used in the detection system,
도 4는 상기 검출 시스템에 사용될 수 있는 예시적인 파형 정형 구성요소의 도식이며, 4 is a schematic of exemplary waveform shaping components that may be used in the detection system;
도 5A와 도 5B는 검출 시스템에 사용될 수 있는 예시적인 검출 도식(schemes)을 묘사하는 블록도이다. 5A and 5B are block diagrams depicting exemplary detection schemes that may be used in the detection system.
여기 기재된 도면들은 단지 도시 목적이며, 어떠한 방식으로도 본 발명의 범위를 제한하는 것을 의도되는 것은 아니다. The drawings described herein are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the invention in any way.
도 1은 분광 검출의 원리들에 기반하여 생물학적 병원균들, 화학적 오염물들 또는 화학 태그들의 존재를 확인하는 방법을 도시한다. 주지되지 않은 병원균을 확인하기 전에, 분광 반응의 라이브러리(library)는 (12)에 표시된 관심 병원균을 위해 수집된다. 일 예시적인 실시형태에서, 소정의 생물학적 병원균을 위한 분광 반응(spectroscopic response)(즉, 예상 파형)은 광대역의 광파형을 주지된 관심의 생물학적 병원균으로 송신함에 의해 판단될 수 있다. 관심의 생물학적 병원균에 의 해 반사된 파형은 다음으로 상기 생물학적 병원균을 위한 분광 반응으로서 포착되어, 라이브러리에 저장된다. 검출 과정의 민감도(sensitivity)와 선별성(selectivity)을 향상시키기 위해, 상기 관심의 생물학적 병원균에 의해 반사된 광파형은 복수의 스펙트럼 구성요소들(예, 상이한 주파수 범위를 가지는 파형들)로 분할될 수 있다. 상이한 각 스펙트럼 성분들에서의 분광 반응은 포착되어 라이브러리에 저장되며, 이로써 소정의 생물학적 병원균을 위한 일련의 예상 파형들을 생성한다. 이러한 과정은 전체 라이브러리를 생성하기 위해 다양한 다른 생물학적 병원균들에 대해 차례로 반복된다. 1 shows a method for identifying the presence of biological pathogens, chemical contaminants or chemical tags based on the principles of spectral detection. Before identifying unknown pathogens, a library of spectral reactions is collected for the pathogens of interest indicated in (12). In one exemplary embodiment, the spectroscopic response (ie, predicted waveform) for a given biological pathogen can be determined by transmitting a wideband optical waveform to a known biological pathogen of interest. The waveform reflected by the biological pathogen of interest is then captured as a spectral response for the biological pathogen and stored in the library. In order to improve the sensitivity and selectivity of the detection process, the light waveform reflected by the biological pathogen of interest can be divided into a plurality of spectral components (eg, waveforms with different frequency ranges). have. Spectral responses in each of the different spectral components are captured and stored in a library, thereby generating a series of expected waveforms for a given biological pathogen. This process is repeated for various other biological pathogens in order to generate the entire library.
주지되지 않은 생물학적 병원균을 확인하기 위해, 광대역의 광파형은 주지의 생물학적 병원균을 위한 예상 파형에 정합하도록 먼저 단계(14)에서 정형된다. 정형(shaping)은 파형의 일부 또는 모든 스펙트럼 구성요소들의 진폭 및/또는 위상을 조정하는 것을 의미한다고 이해된다. 예상 파형에 정합하기 위해 인터로게이팅(interrogating) 파형을 정형함에 의해, 분광 반응을 나타내는 것이 예상되는 빛만이 목적대상으로 송신된다. 환언하자면, 상기 검출 과정에 사용되지 않을 빛은 목적대상으로 송신되지 않으며, 이로써 반사 파형의 신호 대 잡음비를 최대화한다. 상기 정형 파형은 주지되지 않은 생물학적 병원균을 향해 단계(16)에서 송신되고, 상기 반사 파형에 구현된 분광 반응은 상기 주지되지 않은 생물학적 병원균이 주지의 생물학적 병원균과 서로 관련하는지 여부를 판단하기 위해 단계(18)에서 분석된다. 상기 주지되지 않은 생물학적 병원균은 반사 파형의 분광 반응이 상기 주지의 생물학적 병원균의 분광 반응에 정합할 때 확인된다. To identify unknown biological pathogens, the wideband lightwaves are first shaped in
상이한 파형들 또는 파형의 펄스들이 주지의 생물학적 병원균을 인터로게이트(interrogate)하기 위해 사용될 수 있다. 각각의 상이한 파형 또는 파형의 펄스가 라이브러리에서 확인된 주지의 생물학적 병원균을 위한 예상 파형에 정합하기 위해 정형되며, 다음으로 주지되지 않은 생물학적 병원균으로 송신된다. 이러한 방식으로, 주지되지 않은 생물학적 병원균은 각 주지의 병원균과 관련하여 평가될 수 있다. 다음 기재가 생물학적 병원균들과 관련하여 제공되지만, 이러한 기술은 화학 작용제들, 독소들 및 기체량(gaseous volume)으로 확인될 수 있는 다른 형태의 오염물들을 검출 및/또는 확인하는데 적합하다는 것이 쉽게 이해된다. Different waveforms or pulses of waveforms can be used to interrogate known biological pathogens. Each different waveform or pulse of waveform is shaped to match the expected waveform for known biological pathogens identified in the library, and then transmitted to unknown biological pathogens. In this way, unknown biological pathogens can be assessed with respect to each known pathogen. Although the following description is provided in connection with biological pathogens, it is readily understood that this technique is suitable for detecting and / or identifying chemical agents, toxins and other forms of contaminants that can be identified by gaseous volume. .
도 2는 생물학적 병원균을 검출 및 확인하는 예시적인 시스템(20)을 묘사한다. 상기 검출 시스템(20)은 일반적으로 광송신기(30), 광수신기(50), 디지털 신호 처리기(22), 및 주지된 생물학적 병원균에 대한 분광 반응들의 라이브러리(24)로 이루어진다. 상기 광송신기(30)는 광원(32)과 파형 정형 구성요소(34)를 포함한다. 광수신기(50)는 필터링 구성요소(52)와 수광소자(photodetector)(54)를 포함한다. 각각의 이들 구성요소들은 하기에 더 기재된다. 2 depicts an
광원(32)은 테라헤르츠 주파수 범위에서 기가-펄스 반복율(Giga-pulse repetition rate)로 동작하는 펄스 광대역 광파형을 생성한다. 각 펄스 또는 연속의 펄스들은 주지되지 않은 오염물을 인터로게이트하는데 사용될 수 있다. 상기와 같은 고 반복율에서의 동작은 검출이 일어날 수 있는 속도를 증가시키는 반면, 광대역 테라헤르츠 파형의 사용은 하기 추가로 기재된 바와 같은 시스템의 선별성을 향상시킨다. The
일 예시적인 실시형태에서, 상기 광파형은 초연속(supercontinuum) 파형(즉, 비선형 프로세스에 의해 생성된 초광범위한 스펙트럼 대역폭을 가지는 파형)으로서 더 정의된다. 초연속 파형은 다양한 기술들을 사용하여 생성될 수 있다. 예를 들어, 초연속 파형은 결정과 같은 일부 비선형 매개물을 통해 그것을 전파함에 의해 광파형을 스펙트럼 확장함(spectrally broadening)(즉, 스펙트럼 구성요소들의 수를 증가)에 의해 생성될 수 있다. 도 3은 광원(32)이 비선형 섬유(38)에 동작 연결된 10 기가헤르츠의 콤(comb) 고정, 모드-잠김 레이저(36)를 사용하여 실행되는 일 예시적인 기술을 도시한다. 광증폭기(37)(예, 에르븀-도핑된 섬유 증폭기)는 레이저(36)와 비선형 섬유(38) 사이에 삽입될 수 있다. 다른 형태의 펄스 광원들(예, 섬유링 레이저)이 사용될 수 있다는 것이 예상된다. 마찬가지로, 주파수들의 범위를 가로지르는 광파형의 광스펙트럼을 넓히는 다른 방법들도 이러한 개시에 의해 예상된다. 예를 들어, 펄스 광원은 개별 펄스들의 스펙트럼을 넓히기 위해 자기-위상 변조를 일으키는 다른 매개물들을 통해 통과될 수 있다. 대안적으로, 초연속 파형은 라만 산란(Raman scattering) 또는 사광파 혼합(four-wave mixing)과 같은 기술들을 사용하여 성취될 수 있다. In one exemplary embodiment, the optical waveform is further defined as a supercontinuum waveform (ie, a waveform with an ultra-wide spectral bandwidth generated by a nonlinear process). Ultracontinuous waveforms can be generated using various techniques. For example, supercontinuous waveforms can be generated by spectrally broadening (ie, increasing the number of spectral components) of an optical waveform by propagating it through some nonlinear media such as crystals. 3 shows one exemplary technique in which the
도 4는 파형 정형 구성요소의 예시적인 실시형태를 묘사한다. 이러한 실시형태에서, 광대역의 광파형은 바람직하게는 파형에 부여된 상이한 주파수 범위를 가로질러 정형된다. 따라서, 광원(32)으로부터의 빛은 디멀티플렉서(demul -tiplexer)(42)로 입력된다. 상기 디멀티플렉서(42)는 광대역의 광파형을 상이한 인접 주파수 범위를 횡단하는 복수의 광파형들로 분할한다. 상기 디멀티플렉서(42) 또는 일련의 멀티플렉서들(multiplexer)에 의해 어느 정도의 파형들이 출력된다는 것이 쉽게 이해된다. 복수의 광변조기들(44)은 차례로 상기 디멀티플렉서(42)에 결합되고, 각 광변조기는 상기 디멀티플렉서(42)로부터 출력된 광파형들 중의 하나를 수신한다. 상기 각 광변조기들은 예상 파형의 데이터 저장소와 데이터 통신하는 신호 처리기(22)에 의해 추가로 제어된다. 그러나, 상기 파형은 단일 광변조기를 사용하여 정형될 수 있음이 예상된다. 4 depicts an exemplary embodiment of a waveform shaping component. In this embodiment, the wideband optical waveform is preferably shaped across different frequency ranges imparted to the waveform. Thus, light from the
동작에서, 상이한 각 주파수들에서의 광파형들은 관심의 생물학적 병원균에 대한 예상 분광 반응(즉, 파형)에 따라서 상기 광변조기들 중의 하나에 의해 정형될 수 있다. 환언하자면, 제1 주파수의 광파형은 상기 제1 주파수에서의 예상 분광 반응에 따라 변조되며, 제2 주파수의 광파형은 제2 주파수에서의 예상 분광 반응에 따라 변조된다. 결과한 파형들은 다음으로 상기 파형들을 단일 광대역의 광파형으로 재결합하는 멀티플렉서(46)에 입력된다. 덜 정교한 접근 방법에서, 파장 차단기(blocker)가 상기 광변조기들 대신에 사용될 수 있다. 분광 반응을 나타내는 것이 예상되는 파장들은 통과하는 반면, 분광 반응을 나타내는 것이 예상되지 않은 파장들은 완전히 차단되어, 따라서 인터로게이팅 파장들로부터 제거된다. 광변조기들 대신에 다른 형태의 정형 또는 필터링 수단들이 사용될 수 있음이 쉽게 이해된다. In operation, light waveforms at different respective frequencies can be shaped by one of the light modulators according to the expected spectral response (ie, waveform) to the biological pathogen of interest. In other words, the optical waveform of the first frequency is modulated according to the expected spectral response at the first frequency, and the optical waveform of the second frequency is modulated according to the expected spectral response at the second frequency. The resulting waveforms are then input to a
주지되지 않은 대상 목적을 인터로게이트하기 위해, 각 광펄스(또는 연속의 펄스들)는 주지의 생물학적 병원균을 위한 예상 파형에 정합하도록 상술한 방식으로 정형될 수 있다. 이러한 방식으로, 주지되지 않은 목적대상은 초단 시간에 수십 만의 공지된 생물학적 병원균과 비교될 수 있다. 주지되지 않은 목적대상이 상기 광송신기의 시야 외부로 연재할 때, 상기 송신기는 더 큰 목적대상 영역을 인터로게이트하기 위해 주사될 수 있다. 이러한 경우, 각 주사 위치에서의 인터로게이팅 파형은 전체 목적대상 영역이 주사될 때까지 단일의 생물학적 병원균에 정합할 것이다. 상기 인터로게이팅 파형은 다음으로 상이한 생물학적 병원균에 정합할 수 있으며, 목적대상 영역이 재-주사될 수 있다. 대안적으로, 상이한 광펄스들은 소정의 주사 위치에서 상이한 생물학적 병원균에 정합될 수 있다. 한번 인터로게이팅 파형이 연속적인 관심의 생물학적 병원균들을 위해 전송되면, 상기 광송신기는 상이한 주사 위치로 이동될 수 있으며, 상기 과정은 전체 목적대상 영역이 주사될 때까지 반복된다. In order to interrogate an unknown object purpose, each light pulse (or series of pulses) can be shaped in the manner described above to match the expected waveform for a known biological pathogen. In this way, unknown subjects can be compared to hundreds of thousands of known biological pathogens in a very short time. When unknown targets extend out of the field of view of the optical transmitter, the transmitter can be scanned to interrogate a larger target region. In this case, the interrogating waveform at each injection location will match a single biological pathogen until the entire target area is scanned. The interrogating waveform can then be matched to different biological pathogens and the target area can be re-injected. Alternatively, different light pulses can be matched to different biological pathogens at a given scanning position. Once the interrogating waveform is transmitted for biological pathogens of continuous interest, the optical transmitter can be moved to a different scanning position, and the process is repeated until the entire target area is scanned.
수신기 측 상에서, 광 정합 필터(optical matched filter)는 바람직하게는 검출 시스템의 선별성을 더 향상시키기 위해 사용된다. 관심의 생물학적 병원균을 주지하여, 상기 광 정합 필터는 생물학적 병원균에 대한 예상 파형에 따라 반사 파형을 여과하기 위해 신호 처리기에 의해 제어될 수 있다. 여기에 제한되지는 않지만, 상기 인터로게이팅 파형에 인입하는 반사 파형을 자동-상관(auto-correlating)하는 것은 하나의 예시적인 필터링 기술이다. On the receiver side, an optical matched filter is preferably used to further improve the selectivity of the detection system. Noting the biological pathogen of interest, the light matching filter can be controlled by a signal processor to filter the reflected waveform according to the expected waveform for the biological pathogen. Although not limited to this, auto-correlating a reflected waveform entering the interrogating waveform is one exemplary filtering technique.
상이한 검출 도식(scheme)이 반사 파형들을 분석하기 위해 사용될 수 있다. 도 5A에서, 상기 반사 파형은 광분배기(62)에 의해 동일한 강도의 복수의 분할 파형들로 분배된다. 복수의 광 정합 필터들(64)이 광분배기(62)에 결합되어, 각각의 광 정합 필터는 상기 분배기(62)로부터 출력된 파형들 중의 하나를 수신한다. 광 정합 필터들(64)의 각각은 신호 처리기(22)에 의해 더 제어된다. 이러한 방식으로, 각 파형은 상이한 주파수에서 여과될 수 있다. 예를 들어, 제1 파형이 제1 주파수에서 예상 분광 반응을 통과하기 위해서만 여과되는 반면, 제2 파형은 제2 주파수에서 예상 분광 반응을 통과하기 위해서만 여과된다. 상기 여과된 파형들은 다음으로 상기 파형들을 단일 파형으로 재결합하는 신호 결합기(66)로 입력된다. 마지막으로, 인터로게이팅 파형의 전체 스펙트럼 대역폭에 걸쳐 동작가능한 수광소자(photodetector)(68)가 상기 파형을 아날로그 신호로 변환한다. Different detection schemes can be used to analyze the reflected waveforms. In FIG. 5A, the reflected waveform is distributed by a splitter 62 into a plurality of divided waveforms of equal intensity. A plurality of light matching filters 64 are coupled to the light splitter 62 so that each light matching filter receives one of the waveforms output from the splitter 62. Each of the light matching filters 64 is further controlled by the
목적대상으로부터 반사 파형이 예상 파형에 서로 관련할 때에, 정합 필터들은 대부분의 잡음을 여과하면서, 상기 수광소자에서 예상 분광 반응을 통과한다. 반대로, 목적대상이 예상 파형에 서로 관련하지 않을 때, 정합 필터들은 대부분의 반사 파형을 여과한다. 따라서, 진폭의 임계값 검출 도식은 목적대상이 예상되는 생물학적 병원균에 서로 관련하는지 여부에 따라 판단하기 위해 사용될 수 있다. 일 예시적인 실시형태에서, 수광소자(68)로부터 출력된 신호는 신호 처리기에 차례로 결합되는 아날로그 디지털 변환기에 입력된다. 상기 임계값 검출 도식은 소프트웨어에서 실행될 수 있으며, 본 기술분야에 공지된 방식으로 신호 처리기에 의해 수행된다. When the reflected waveforms from the target correlate to the expected waveforms, the matched filters pass the expected spectral response in the light receiving element, filtering out most of the noise. Conversely, when the targets are not related to the expected waveform, the matched filters filter most of the reflected waveform. Thus, threshold detection schemes of amplitudes can be used to determine whether or not the target objects are related to the expected biological pathogens. In one exemplary embodiment, the signal output from the
대안적인 접근에서, 검출은 도 5B에 도시된 바와 같이 반사 파형의 각 주파수 구성요소의 평가에 기반한다. 이러한 접근에서, 상기 반사 파형은 파형을 상이한 주파수를 가지는 복수의 파형들로 분할하는 디멀티플렉서(70)로 입력된다. 각 파형은 소정의 주파수에서 예상되는 파형에 따라 복수의 광필터들(72) 중의 하나에 의해 다시금 여과된다. 그러나, 여과된 각 파형은 상이한 수광소자(74)에 입력되며, 그로 인해 후처리 신호 분석은 목적대상이 예상된 생물학적 병원균과 서로 관련하는지 여부를 판단하기 위해 각 주파수 구성요소들 상에서 수행될 수 있다. 본 발명의 광범위한 측면 범위에서 다른 검출 도식이 포함될 수 있음이 쉽게 이해된다. In an alternative approach, detection is based on the evaluation of each frequency component of the reflected waveform as shown in FIG. 5B. In this approach, the reflected waveform is input to a
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